Revizuire

  • Articol complet
  • Cifre și date
  • Referințe
  • Citații
  • Valori
  • Licențierea
  • Reimprimări și permisiuni
  • PDF

ABSTRACT

Abstract grafic

complet

1. Introducere

Astăzi, atenția la nevoile consumatorilor este cheia succesului industriei alimentare. Acest lucru implică adesea reformularea produselor prin utilizarea unor ingrediente durabile mai sănătoase, adăugarea de proteine, vitamine și antioxidanți în alimente și etichetarea produselor ca fiind fără alergeni, fără gluten, fără OMG - în alt caz, organice și fără antibiotice. De asemenea, glucidele calorice sunt din ce în ce mai eliminate sau reduse în alimente, în timp ce se iau măsuri pentru a prelungi durata de valabilitate a alimentelor și pentru a preveni filtrarea produselor contrafăcute în lanțul de aprovizionare. Dacă este nevoie de rechemare, producătorii trebuie să acționeze în mod responsabil și proactiv.

Având în vedere noile condiții ale pieței alimentare, sectorul industrial trebuie să se concentreze asupra necesității de a încorpora echipamente mai flexibile bazate pe bioinginerie, automatizare și robotică, pentru a executa în mod eficient producția de linie. Această abordare va promova canalele și tehnologia cerute de consumatori, ceea ce va aduce schimbări semnificative în fabricarea și furnizarea de alimente solicitate de populație.

O altă considerație critică este reglementarea modernizării siguranței alimentare. Dincolo de flexibilitate, siguranța și siguranța alimentelor este o prioritate, capabilă să realizeze o clasificare extrem de selectivă pentru a reduce risipa de alimente folosind mașini de prelucrare a loturilor mai mici pentru a reduce și/sau conserva consumul de energie, chiar și cu echipamente de inspecție pentru detectarea și separarea străinilor din ce în ce mai mici. particule. Noua tehnologie care va sta la baza industriei alimentare trebuie să fie modernizată în așa fel încât să fie agilă, ușor de adaptat la schimbările minore de pe piață în timp real, axată pe o curățare strictă și durabilă și trebuie gestionată de personal și ingineri foarte pregătiți, mai ales dacă este vorba de biotehnologie. Dintr-o perspectivă tehnologică, aceasta se traduce prin timpi de lectură mai rapidi pentru echipamentele de viziune, autodiagnostic pentru întreținerea preventivă și mai multă conectivitate și interoperabilitate între sisteme, asigurând siguranța alimentelor, trasabilitatea și autenticitatea.

Bioingineria reprezintă un impuls important pentru producerea de bio-produse alimentare și ingrediente cu un avantaj semnificativ în calitatea nutrițională ridicată a noilor alimente funcționale și inteligente, promovând sustenabilitatea tehnologiilor alimentare tradiționale și emergente. Această revizuire evidențiază avantajele și îmbunătățirea actuală a instrumentelor și strategiilor de bioinginerie a microbilor, animalelor și plantelor relevante în industria alimentară, subliniind abordările sau oportunitățile fezabile pentru un robot de bucătărie modern. Rezultatele analizei critice au arătat că astfel de instrumente bioinginerice sunt esențiale pentru dezvoltarea de noi alimente îmbogățite.

2. Tendințe în procesarea alimentelor

2.1. Aplicarea tehnologiilor emergente în conservarea alimentelor

Deoarece alimentele sunt recoltate, acestea suferă modificări fizice, chimice sau biologice care determină deteriorarea acesteia. Conservarea alimentelor este o metodologie care evită contaminarea cu microorganisme. Aceste microorganisme, pe lângă enzime, sunt principalii agenți responsabili de schimbare și, prin urmare, ar trebui să fie țintele tehnicilor de conservare [1]. Unele dintre cele mai noi tehnologii emergente pentru conservarea alimentelor, pentru a reduce sau elimina numărul de microorganisme patogene importante din alimente și/sau pentru extragerea compușilor bioactivi care sunt utili în industria alimentară, sunt enumerate mai jos.

2.1.1. Presiune hidrostatică ridicată

Metodologia de presiune hidrostatică ridicată (HHP) este utilizată în principal pentru a modifica fizic și chimic orice compus chimic prezent pentru a beneficia de calitatea alimentelor; este, de asemenea, cunoscut sub numele de pasteurizare la rece sau presurizare. Această tehnologie prezintă un mare interes în industria alimentară pentru eficiența sa în conservarea alimentelor, ceea ce o face superioară proceselor termice convenționale [2], deoarece acestea din urmă provoacă inevitabil o pierdere a calității nutriționale și a atributelor senzoriale. Printre tratamentele alternative (non-termice) cunoscute în prezent pentru conservarea alimentelor (impulsuri electrice de înaltă intensitate, câmpuri magnetice oscilante, impulsuri luminoase de înaltă intensitate și ultrasunete), HHP este considerată cea mai viabilă tehnică din punct de vedere comercial [3] și una care a demonstrat eficacitatea inactivării sporilor și enzimelor bacteriene [4]. Printre avantajele oferite de tratamentul cu HHP față de alte tehnologii non-termice, acestea pot fi menționate:

Tratamentul HHP evită modificarea alimentelor, prin presiunea transmisă uniform și brusc către sistem, adică nu există gradienți de presiune. Spre deosebire de procesele termice, tratamentul cu HHP nu depinde de volumul și forma probei, scăzând timpul necesar procesării unor cantități mari de alimente [5].

HHP nu provoacă degradarea substanțelor nutritive termolabile precum vitaminele (fiind o tehnologie cu temperatură scăzută) și nu modifică activitatea sau prezența compușilor cu greutate moleculară mică, precum cei responsabili pentru aroma și gustul alimentelor, comparativ cu metodele tradiționale de pasteurizare [6].

2.1.2. Încălzire dielectrică

2.1.3. Lumina pulsată

2.1.4. Bacteriocine

Bacteriocinele sunt substanțe peptidice cu activitate antimicrobiană și bioconservatoare care sunt produse de diferite tulpini și joacă un rol important în conservarea alimentelor [16]. Ele pot fi utilizate într-o gamă largă de sisteme alimentare și sunt sintetizate ribozomal și extracelular. Un număr mare de bacteriocine au fost izolate și caracterizate; cu toate acestea, bioconservarea alimentelor sa concentrat în principal pe bacteriocinele bacteriilor lactice [17]. Cele mai importante sunt nișina, diplococina, acidofilina, bulgaricanul, helveticina, lactaina și plantaricina [18]. Poate fi utilizat în carne, produse lactate, conserve, fructe de mare, legume, sucuri de fructe și băuturi precum berea și vinul. Caracteristicile sale de compatibilitate în aceste produse, precum și modul său de acțiune fac ca utilizarea sa în alimente să fie atractivă.

2.2. Tehnologii emergente extractive și biomolecule

În ultimii ani, dezvoltarea industriei alimentare s-a concentrat pe generarea de produse care nu numai că satisfac nevoia de alimente, ci și satisfac cererea consumatorilor de alimente cu nutrienți, în principal cele îmbogățite cu antioxidanți și/sau compuși care promovează un efect benefic asupra sănătății . Suplimentarea alimentelor a fost dată de încorporarea compușilor care sunt extrasați prin diferite tehnici.

Tehnologiile verzi au fost dezvoltate ca o alternativă la tehnologiile convenționale de extracție, deoarece permit recuperarea unei cantități mai mari de compuși bioactivi de interes, utilizează perioade mai scurte de extracție (ore de reducere la secunde) și cresc calitatea extractelor cu costuri mai mici de procesare, sau extracția compușilor care sunt dificil de obținut prin tehnici convenționale [24, 25]. Unele dintre aceste tehnici sunt: ​​extracție asistată cu ultrasunete, încălzire ohmică, presiune înaltă, extracție de lichid supercritic și extracție asistată de microunde [26 - 29]. Tehnicile ecologice au avantajul de a fi mai eficiente și mai ecologice, deoarece aceste tehnici utilizează mai puțini solvenți și energie, consumă mai puțin timp de extracție și sunt mai simple în comparație cu tehnicile convenționale și există o degradare mai mică a compușilor termolabili, produse mai bune și randamente mai mari [27 - 29].

2.2.1. Extracție asistată cu microunde (MAE)

Extracția prin microunde se bazează pe incidența undelor de microunde care generează o creștere a temperaturii, deoarece energia undelor generează vibrații în moleculele conținute în mediu, care la rândul lor se traduce prin creșterea temperaturii [30, 31]. Vibrațiile interferează cu membranele celulare generând o perturbare a acestora și, în consecință, conținutul celular este turnat provocând eliberarea de compuși antioxidanți și/sau compuși bioactivi intracelulari [32, 33] (Tabelul 1). Această metodologie se caracterizează prin randamentele ridicate raportate, precum și prin scăderea numărului de solvenți utilizați și a timpilor de extracție a compușilor bioactivi [34, 35]. De asemenea, folosește 95% din energia furnizată, reducând astfel poluarea mediului cu timpi de extracție mai scurți și emisii mai mici de CO2 în atmosferă [28, 36].